斯科尔科沃科技学院 学分:斯科尔科沃科技学院 斯科尔特奇和MIPT的科学家们已经预测并实验性地证实了金刚石表面奇异的六边形氯化钠薄膜的存在
这些膜可用作电动车辆和电信设备中场效应晶体管的栅极电介质
这项由俄罗斯科学基金会支持的研究发表在《物理化学快报》杂志上
当石墨烯，著名的二维碳，在2004年由未来的诺贝尔奖得主安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫实验性地制备和表征时，科学家们开始研究其他具有有趣性质的二维材料
其中包括硅烯、甾烯和硼苯——分别是硅、锡和硼的单层——以及二硫化钼、氧化铜和其他化合物的二维层
Skoltech Ph
D
学生Kseniya Tikhomirova博士
斯科特的亚历山大·克瓦什宁和阿尔特姆·R教授
斯科尔特奇和MIPT的欧加诺夫以及他们的同事基于早期对氯化钠薄膜的研究，假设在金刚石的(110)表面存在一种不寻常的纳米计——厚的六角形氯化钠薄膜
“最初，我们决定只对不同衬底上新的二维结构的形成进行计算研究，这是基于这样一个假设，即如果衬底与氯化钠薄膜发生强烈的相互作用，可以预期薄膜结构会发生重大变化
事实上，我们获得了非常有趣的结果，并预测了在金刚石衬底上六边形氯化钠膜的形成，并决定进行实验
该论文的第一作者克塞尼亚·蒂霍米洛娃说:“多亏了我们的同事们进行了实验，我们合成了这种六角形的氯化钠，这证明了我们的理论。”
研究人员首先使用欧加诺夫和他的学生开发的进化算法USPEX，仅基于所涉及的化学元素来预测能量最低的结构
在预测了六边形氯化钠膜之后，他们通过进行实验合成和通过XRD (X光衍射)和SAED(选区电子衍射)测量表征来确认其存在
氯化钠薄膜的平均厚度约为6纳米——较厚的薄膜将从六方结构转变为立方结构，这是我们所知的食盐的典型结构
科学家认为，由于与金刚石衬底的强结合和宽带隙，六边形氯化钠可以很好地用作金刚石场效应晶体管的栅极电介质，这种场效应晶体管显示出在电动汽车、雷达和电信设备中的潜在用途
现在这些场效应晶体管通常使用六方氮化硼，六方氮化硼具有相似的带隙，但与衬底的结合更弱
“我们的结果表明，二维材料领域仍然非常年轻，科学家们只发现了一小部分可能具有有趣特性的材料
从2014年开始，我们就有了一个由来已久的故事，当时我们描述了立方体氯化钠薄膜可以分裂成六角形石墨烯状层的方式
这表明，这种简单而常见的化合物，看起来研究得很好，隐藏了许多有趣的现象，尤其是在纳米尺度上
这项工作是我们寻找新材料的第一步，这些新材料像氯化钠一样，具有更好的稳定性(更低的溶解度、更高的热稳定性等)，可以有效地用于电子领域的许多应用，”斯科勒奇高级研究科学家亚历山大·克瓦什宁指出
这项工作使我们更接近理解如何控制外观，并因此，二维材料的性质使用基板
这项研究也为更多的二维材料打开了大门，这些材料在电子学和其他领域都有潜在的应用
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